電磁流量計(jì)在使用過程中的誤差變化研究

電磁流量計(jì)的示值誤差會(huì)隨使用時(shí)間發(fā)生變化，受使用條件和現(xiàn)有現(xiàn)場校準(zhǔn)技術(shù)的限制，無法修正誤差變化。抽樣選取 4 臺具有連續(xù) 5 年檢定記錄的電磁流量計(jì)，利用檢定數(shù)據(jù)建立和驗(yàn)證數(shù)學(xué)關(guān)系模型，得到較好的結(jié)論。從而能夠依據(jù)使用年限實(shí)現(xiàn)對示值誤差的定量修正，提高流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度。

電磁流量計(jì)以其無壓損、高精度、價(jià)格適中等優(yōu)勢受到廣大石油、化工企業(yè)的青睞，在流量計(jì)量工作中擔(dān)任著重要的角色。受流通介質(zhì)、元件磨損等影響，隨著使用時(shí)間的增加，電磁流量計(jì)的示值誤差會(huì)發(fā)生改變，這也是要求每年進(jìn)行復(fù)檢的主要原因。但受現(xiàn)場安裝條件或連續(xù)生產(chǎn)的限制，通常在安裝完畢后不方便拆卸，就不能按期進(jìn)行復(fù)檢和誤差修正，而目前現(xiàn)場校準(zhǔn)的能力只能達(dá)到 0. 5 級，且受校準(zhǔn)環(huán)境的影響，其不確定度很大，無法保證校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而

也就失去了復(fù)檢的意義 。如何檢測電磁流量計(jì)在使用過程中的誤差變化，確定其示值誤差的大小就成為使用者關(guān)注的重點(diǎn)。

筆者在歷年堅(jiān)持送檢的流量計(jì)中，抽樣選取了 4 臺電磁流量計(jì)，依據(jù)前 4 年的連續(xù)檢定數(shù)據(jù)，分析其誤差變化，嘗試找出示值誤差與使用年限的相關(guān)關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型，并利用第 5 年的數(shù)據(jù)對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證，分析理論值與實(shí)際值的偏差程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示理論值偏差***大為－ 0. 05% ，滿足電磁流量計(jì)的準(zhǔn)確度要求，從而證明了該方法的可行性與可靠性。因此，基于數(shù)學(xué)模型可以根據(jù)使用年限對示值誤差進(jìn)行修正，提高流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度。

1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)檢定電磁流量計(jì)使用的靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置為 0. 05 級，自 2007 年開展檢校工作以來，一直運(yùn)行良好，穩(wěn)定性和重復(fù)性均在控制范圍之內(nèi)，所以在連續(xù)的 5 年 ( 2008—2012 年) 檢定記錄中，標(biāo)準(zhǔn)裝置對電磁流量計(jì)檢定結(jié)果的影響可以忽略不計(jì) 。

從現(xiàn)有的記錄中查找能夠堅(jiān)持每年送檢的電磁流量計(jì)，同時(shí)為避免流量計(jì)廠家和型號等因素的影響，選取了生產(chǎn)廠家 ( KＲOHNE ) 、口徑 ( DN50 mm) 、準(zhǔn)確度等級 ( 0. 5 級) 、計(jì)量介質(zhì) ( 自來水) 等參數(shù)均一致的 4 臺流量計(jì)。

2.實(shí)驗(yàn)過程

4 臺電磁流量計(jì)前 4 年的檢定數(shù)據(jù)繪制曲線圖，如圖 1 所示。

如圖 1 所示，流量計(jì)的示值誤差基本呈現(xiàn)出隨使用年限逐漸增大的趨勢，只是增長的程度和速度不同。對 1# 流量計(jì)的檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，得到數(shù)學(xué)關(guān)系模型如下:

y=－ 0. 098x + 0. 255 Ｒ2 =0. 98 ( 1) 式中: x 為使用年限，x =1，2，3，…; y 為流量計(jì)的示值誤差; Ｒ 為相關(guān)程度，值越大表示擬合程度越好 ( 取值范圍為 0 ～ 1，不小于 0. 8 即表示合格) 。

采用同樣的方法對其余 3 臺流量計(jì)的檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，得到數(shù)學(xué)關(guān)系模型依次為:

( 4) 依據(jù)上述數(shù)學(xué)關(guān)系模型分別計(jì)算出各電磁流量計(jì)第 5 年的檢定數(shù)據(jù) ( 理論值) ，與實(shí)際的檢定數(shù)據(jù) ( 實(shí)際值) 比對，并計(jì)算其偏差值 ( 理論值－ 實(shí)際值) ，如表 1 所示。

從對比結(jié)果可以看出，4 臺電磁流量計(jì)中偏差值***大的為 y = － 0. 05% ，小于流量計(jì)的***大允許誤差 ± 0. 5% ，表明以上建立的數(shù)學(xué)關(guān)系模型是成立的，即通過數(shù)學(xué)模型建立示值誤差與使用年限的方法切實(shí)可行。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過以上對電磁流量計(jì)示值誤差與使用年限的研究，可以得出，電磁流量計(jì)的示值誤差隨使用年限呈現(xiàn)逐年增大的趨勢，通過兩者的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，并通過已有的數(shù)據(jù)對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證，得到很好的結(jié)果，證明了方法的可行性與可靠性。從而實(shí)現(xiàn)通過使用年限計(jì)算示值誤差的方法，對流量計(jì)進(jìn)行誤差修正，提高流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度。

本文通過分析研究，建立了電磁流量計(jì)示值誤差與使用年限的數(shù)學(xué)關(guān)系模型，能夠很好地解決現(xiàn)場拆卸的困難和校準(zhǔn)技術(shù)的缺陷，這一方法具有一定的先進(jìn)性和指導(dǎo)性。同時(shí)，針對不同的使用情況，兩者的數(shù)學(xué)關(guān)系模型不盡相同，不能使用統(tǒng)一的模型，這就要求電磁流量計(jì)必須有一定的周期檢定數(shù)據(jù)才能建立數(shù)學(xué)關(guān)系模型。

同時(shí)，為避免使用環(huán)境、型號規(guī)格等因素的影響，本文選取了參數(shù)基本一致的電磁流量計(jì)作為研究對象，得出較為理想的結(jié)論。但是針對不同參數(shù)的電磁流量計(jì)以及其他類型的流量計(jì)，其示值誤差與使用年限之間的關(guān)系還有待進(jìn)一步的研究。